五轴数控机床由于高效率、高精度、刀轴方向可变等一系列优势，对加工航空发动机叶片等具有高精度要求的复杂零件具有先天优势；然而与三轴机床相比，五轴联动的数控机床也存在非线性误差、奇异点现象等特性。奇异现象不仅会降低工件的加工质量，而且由于加速度无穷大还会对机床造成一定的损害。针对奇异点现象，目前的解决方法主要在路径规划阶段就考虑奇异问题，并在加工路径生成后，对加工路径删除产生奇异点并插入合适的刀位点。　　本文提出一种通过调整工件装夹的姿态的方法，以解决奇异点问题；在解决奇异问题的基础上，分析五轴加工的动力学性能，对机床的进给速度进行优化，旨在让整个加工过程中旋转轴的最大加速度取得最小值，以尽可能的提高机床进给率，缩短整个加工所需要的时间。在解决前两个问题的同时，考虑工件装夹的位置，使得加工所需的工作空间（工件在整个加工刀位点状态下的最小包围盒）最小。　　工件装夹优化算法主要包含以下流程：假设工件在加工中不动，刀具做五轴加工的运动。从工件的五轴加工的刀轨文件中提取刀位点、刀轴方向；将刀轴矢量起点移动到某个单位球原点（该单位球称之为高斯球），则终点落在球面，就得到了高斯球上的离散点；求出离散点的边界并拟合为样条曲线；对样条曲线在球面上求偏置，并对偏置曲线去除自相交；以解决奇异问题和优化动力学性能为目标定义目标函数，并用遗传算法找到工件装夹的最佳姿态；定义以五轴加工所需的工作空间最小为目的的目标函数，并用遗传算法找到工件装夹的最佳位置。　　最后，对本文提出的算法进行仿真试验，对比工件在不同加工姿态下是否出现奇异问题，同时对比工件在不同姿态下的动力学性能、在不同位置下所需的最小工作空间，验证了基于本文研究提出的通过优化工件装夹的算法确实在解决奇异问题的同时并优化加工的动力学性能，且使得所需的工作空间最小。